CN106031831B - 一种压差气液蒸汽循环*** - Google Patents
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Abstract
本发明属于化工分离技术领域，具体公开了一种PVR压差气液蒸汽循环***，包括物料输入泵，物料预热器，气体压缩装置，换热装置，液体回收装置；蒸汽经压缩机压缩后进入换热器壳层，进行换热；待分离物料经物料输入泵，物料预热器进入换热器管层，换热器，蒸发器和泵形成液体自循环管路；换热器中的过热液体经蒸发器气化，通过气相管与精馏塔的塔中或第一级压缩机连接；换热器中的壳层出口可进行气液分离，气体进入下一级压缩机，液体回收，最后一级蒸发器还可以连接结晶装置。本装置能够用于液液分离，液体可溶性盐溶液的分离，物料在低温范围循环进行精馏或浓缩蒸发，不易产生聚合物，碳化物等，实现废弃物零排放，效率高，能耗低，经济价值显著。
Description
技术领域
本发明属于化工分离技术领域，具体涉及一种压差气液蒸汽循环***。
背景技术
有机物的精馏分离多年来一直使用精馏塔，在传统的塔设备中，液膜流动较慢，气液接触面比表面积较小，效率低，能耗大，高温处理的过程容易产生二次污染物，加重了污染物的排放程度。
申请号为201010510541.0的专利：精馏装置，公开了一种精馏装置，需要加温机构持续提供能量；申请号为201220002580.4的专利：精馏塔，公开了一种精馏塔，塔底有高浓度残液排出，造成环境污染。
发明内容
针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种压差气液蒸汽循环***，解决了液液分离，固液分离效率低、能耗高的问题，并且物料可在低温范围内循环进行精馏或浓缩蒸发，避免由高温造成聚合物、碳化物污染环境，实现污染物的零排放。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种压差气液蒸汽循环***，包括物料输入泵，物料预热器，多级气体压缩换热装置，液体回收装置；
所述物料输入泵与物料预热器的管层进口连接，物料预热器的管层出口与第一级气体压缩换热装置的换热器管层进口连接；
所述气体压缩换热装置包括压缩机，换热器，蒸发器，泵，气液分离器；
所述压缩机进口与初始蒸汽入口连接，压缩机的出口与换热器壳层进口连接；所述换热器壳层出口与气液分离器连接，所述气液分离器的气相管道与下一级气体压缩换热装置的压缩机进口连接，气液分离器的液相管道与液体回收装置连接；最后一级气体压缩换热装置的换热器壳层出口与物料预热器壳层进口连接，这样物料预热器所需的热源由最后一级换热器的排气提供，就能做到全热回收；所述换热器的管层、蒸发器，泵连接形成液体自循环回路；
所述***中至少包括两级气体压缩换热装置，每级气体压缩换热装置至少包括一台压缩机；
所述蒸发器还设有溢流口，溢流口设有溢流管与下一级气体压缩换热装置的液体自循环回路连通，将蒸发不完多余的循环液体通过溢流管流进下一级的液体自循环回路。
所述***还包括结晶装置，所述结晶装置与***中最后一级气体压缩换热装置中蒸发器的溢流管连接，可对剩余液体中的可溶性盐结晶，回收，结晶后的母液可重新通过物料输入泵进入***；
(1)所述***用于精馏时，***初始蒸汽由精馏装置提供，所述精馏装置包括精馏塔和再沸器，所述再沸器与精馏塔底部连接；所述精馏塔内初始蒸汽由再沸器提供，当***内充满蒸汽后，关闭再沸器蒸汽阀；
所述蒸发器的气相管与精馏塔的塔中进料管的分布器联通，蒸发器的液体管路与换热器的管层、泵连接形成液体自循环回路。
此时，换热器中的过热液体，经蒸发器气化，通过气相管与精馏塔的塔中进料管的分布器联通，未蒸发的液体从蒸发器底部的出液口进入液体自循环回路中继续循环蒸发。
(2)所述***用于浓缩蒸发时，所述***需外界提供初始蒸汽，所述蒸发器的气相管与第一级气体压缩换热装置的压缩机连接，蒸发器的液体管路与换热器的管层、泵连接形成液体自循环回路。
此时，换热器中的过热液体，经蒸发器气化，通过气相管与第一级气体压缩换热装置的压缩机连接，未蒸发的液体从蒸发器底部的出液口进入液体自循环回路中继续循环蒸发。
本发明的工作原理为：
由外界或精馏装置提供初始蒸汽气化塔内物料，物料蒸汽经精馏塔分离后所得产品蒸汽，蒸汽经过一级压缩机，从换热器壳层上端入口进入，经过换热从换热器壳层下端出口进入气液分离器，分离器的气相进入下级压缩机，分离器的液相进入液体回收装置。
物料输入泵将待处理的液体物料，注入物料预热器，经预热后，进入换热器，经过蒸发器，泵形成液体自循环回路，物料经换热后形成过热液体，过热液体经蒸发器气化气相与精馏塔的塔中进料管连通，或气相进入第一级压缩机。
本装置能够用于液液分离，液体可溶性盐溶液的分离。
本发明的有益效果为：
(1)传统的精馏塔为塔内汽化，现在为外部汽化，塔内直接分离；
(2)至少两级换热，效率高；
(3)传统分离工艺中，能耗大，废水量大；本发明物料可在低温范围内循环进行精馏或浓缩蒸发，不易产生聚合物，碳化物等造成二次污染，实现废弃物零排放。
(4)本发明装置应用广泛，可用于精馏、浓缩蒸发等，能耗低，经济价值显著。
附图说明
图1为本发明所述精馏装置的结构图。
图2为本发明所述浓缩蒸发的结构图。
附图标记说明如下：
1-物料输入泵，2-物料预热器，3-压缩机，4-换热器，5-泵，6-蒸发器，7-气液分离器，8-液体回收装置，9-精馏塔，10-再沸器，11-结晶装置，12-溢流管。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
(1)精馏
精馏装置包括再沸器10，精馏塔9，物料输入泵1，物料预热器2，压缩机3，换热器4，泵5，蒸发器6，气液分离器7，气化装置，液体回收装置，结晶装置。
如原料中含有盐类物质则需结晶装置，不含盐类物质则不需结晶装置。
所述***初始蒸汽由精馏装置提供，所述精馏装置包括再沸器10和精馏塔9，再沸器10与精馏塔9底部连接；精馏塔9内初始蒸汽由再沸器10提供，当***内充满物料蒸汽后，关闭再沸器蒸汽阀；
所述压缩机3进口与精馏塔9顶部连接，压缩机3出口与换热器4壳层进口连接，换热器4壳层出口设有气液分离器7，气液分离器7的气相管道与下一级换热装置的压缩机进口连接，分离器的液相管道与液体回收装置8连接；最后一级换热器壳层出口不设气液分离器直接与物料预热器2壳层连通；最后一级蒸发器的溢流管12与结晶装置11连接。
再沸器10提供初始蒸汽气化塔内物料，物料蒸汽经精馏塔9分离后所得产品蒸汽进入一级压缩机3，经压缩机3压缩提温后气体进入换热器4壳层与换热器管层液体换热，产生部分产品凝结液，出换热器4后气液相通过气液分离器7分离，未凝结的气相进入下级压缩***和蒸发***继续回收气相中的潜热，液相进入液体回收装置8；
将待处理物料经物料输入泵1进入物料预热器2，所述物料预热器的热源来自最后一级换热器4的排气，这样就能做到全热回收，预热后，液体进入一级换热器，换热器，蒸发器，泵连接形成液体自循环回路；换热器4中的过热液体经蒸发器6气化气相进入精馏塔9的塔中进料分布器进行连续进料，蒸发器6中剩余液体经过溢流管12进入下一级的液体自循环回路中，最后一级的溢流管12与结晶装置11连接，待剩余液体经过结晶处理后，重新进入物料输入泵1，再次进入处理***。
(2)浓缩蒸发
所述浓缩蒸发装置包括物料输入泵1，物料预热器2，压缩机3，换热器4，泵5，蒸发器6，气液分离器7，结晶装置。
如原料中含有盐类物质则需结晶器，不含盐类物质则不需结晶器。
蒸汽管路与第一级压缩机3入口连接，压缩机3出口与换热器4壳层进口连接，换热器4壳层出口设有气液分离器7，气相管道与下一级换热装置的压缩机进口连接，液体管道与液体回收装置8连接；最后一级换热器壳层出口只设有液体出口，液体出口与物料预热器2连通；最后一级蒸发器与结晶装置11连接。
外界提供蒸汽，蒸汽进入一级压缩机3，经压缩机3后气体进入换热器4壳层，压缩气体经换热后，产生部分凝结液，未凝结的气相和凝结液通过气液分离器7分离气相管进入下级压缩机3，液体进入液体回收装置8；
将待处理物料经物料输入泵1进入物料预热器2，所述物料预热器2的热源来自最后一级换热器的排气，这样就能做到全热回收，预热后，液体进入一级换热器4，换热器4，蒸发器6，泵5连接形成液体自循环回路；换热器4中的过热液体经蒸发器6气化气相进入压缩机进行压缩提温，压缩高温气体进入换热器壳层与管层液体进行热交换，产生部分凝结液，凝结液和未凝结的气相进入气液分离器7分离，分离出来的液体进液体回收装置8，气体进下一组压缩、换热、蒸发***，管层进换热的液相得到过热液体，过热液体进入蒸发器6气化气相进入第一级压缩机压缩提温进入换热器，这样重复压缩、换热、气化、浓缩、结晶、就在没有外供热源的状况下把所需浓缩蒸发的物料处理，蒸发器中剩余液体经过溢流管12进入下一级的液体自循环回路中，最后一级的溢流管12与结晶装置11连接，待剩余液体经过结晶处理后，重新进入物料输入泵1，再次进入处理***。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种压差气液蒸汽循环***，其特征在于，包括物料输入泵(1)，物料预热器(2)，多级气体压缩换热装置，液体回收装置(8)；
所述物料输入泵(1)与物料预热器(2)的管层进口连接，物料预热器(2)的管层出口与第一级气体压缩换热装置的换热器(4)管层进口连接；
所述气体压缩换热装置，包括压缩机(3)，换热器(4)，蒸发器(6)，泵(5)，气液分离器(7)；
第一级气体压缩换热装置的压缩机(3)进口与初始蒸汽入口连接，压缩机(3)的出口与换热器(4)壳层进口连接；所述换热器(4)壳层出口与气液分离器(7)连接，所述气液分离器(7)的气相管道与下一级气体压缩换热装置的压缩机(3)进口连接，气液分离器(7)的液相管道与液体回收装置(8)连接；最后一级气体压缩换热装置的换热器(4)壳层出口与物料预热器(2)壳层进口连接；同一级气体压缩换热装置的换热器(4)的管层、蒸发器(6)，泵(5)连接形成液体自循环回路；
每一级气体压缩换热装置的蒸发器(6)均设有溢流口，溢流口设有溢流管(12)与下一级气体压缩换热装置的液体自循环回路连通。
2.根据权利要求1所述的一种压差气液蒸汽循环***，其特征在于，所述***中至少包括两级气体压缩换热装置，每级气体压缩换热装置至少包括一台压缩机。
3.根据权利要求1所述的一种压差气液蒸汽循环***，其特征在于，所述***还包括结晶装置(11)，所述结晶装置(11)与***中最后一级气体压缩换热装置中蒸发器(6)的溢流管(12)连接。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的一种压差气液蒸汽循环***，其特征在于，所述***用于精馏时，***初始蒸汽由精馏装置提供，所述精馏装置包括精馏塔(9)和再沸器(10)，所述再沸器(10)与精馏塔(9)底部连接；所述精馏塔(9)内初始蒸汽由再沸器(10)提供，当***内充满蒸汽后，关闭再沸器(10)蒸汽阀；
每一级气体压缩换热装置的蒸发器(6)的气相管均与精馏塔(9)的塔中进料管的分布器联通，蒸发器(6)的液体管路与同一级气体压缩换热装置的换热器(4)的管层、泵(5)连接形成液体自循环回路。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的一种压差气液蒸汽循环***，其特征在于，所述***用于浓缩蒸发时，所述***需外界提供初始蒸汽，每一级气体压缩换热装置的蒸发器(6)的气相管均与第一级气体压缩换热装置的压缩机(3)连接，蒸发器(6)的液体管路与同一级气体压缩换热装置的换热器(4)的管层、泵(5)连接形成液体自循环回路。
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| CN1901980A (zh) * | 2003-12-11 | 2007-01-24 | Gea维甘德有限公司 | 蒸发设备 |
| CN202724715U (zh) * | 2012-08-03 | 2013-02-13 | 赵建安 | 改进的热力蒸汽再压缩*** |
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